Предрасположенность почвы к растениям

22.04.2019

Густые тропические заросли, покрытые кленом горы и широкие хвойные леса демонстрируют рост и распространение деревьев, приспособленных к конкретным условиям. Региональное доминирование видов деревьев, которые мы видим на поверхности, возможно, было определено давно под землей.

 

Исследователи из Принстонского университета сообщают, что организация лесов по всему миру - таких, как хвойные в северных бореальных лесах или широколиственные деревья в тропиках - основана на древних взаимодействиях, в которых виды растений вырастают из обитающих в почве микробов, таких как грибы и бактерии. Эти крошечные организмы, известные как симбионты, усиливают усвоение корнями важнейших питательных веществ - азота и фосфора. Исследователи сообщили в журнале Nature Ecology и Evolution, что деревья и кустарники стали доминировать над определенными зона обитания, разработав наиболее конкурентоспособные симбионты с почвенными микробами и исключив конкурирующие растения из гонки за контроль места обитания.

Исследователи сообщают, что специфическая для биома динамика между растениями и почвенными микробами может помочь ученым понять, как могут изменяться экосистемы, так как увеличение среденей температуры, изменяет взаимодействие между деревьями, микробами и почвой. Поскольку наиболее конкурентоспособные симбиоты для конкретного биома ускоряют развитие, ученым остается только понять, как меняется экосистема, чтобы определить, какая растительность будет приоблодать в конкретном регионе.

«Образец, который мы нашли, может быть использован для того, чтобы рассказать нам о ландшафтах, которые более чувствительны к человеческому фактору», - сказал старший автор Ларс Хедин, профессор биологии Джорджа М. Моффета и профессор экологии и эволюционной биологии и Института окружающей среды Принстона. «Он предскажет, какие сообщества деревьев куда пойдут, их влияние на окружающую среду и как они будут реагировать в будущем на изменение климата и увеличение содержания углекислого газа»

Автор статьи Mingzhen Lu, научный сотрудник лаборатории Hedin, сказал, что симбиозы возникли потому, что растениям нужны микробы, чтобы получать питательные вещества - особенно азот и фосфор - которые выделяются при разложении почвы. В свою очередь, грибы и бактерии процветают на углеводах, которые растения выробатывают в ходе фотосинтеза. Лишайник - смешанные белоснежные водоросли-грибы, растущие на скалах и деревьях, - один из первых примеров такого сосуществования.

«В тот момент, когда растения колонизировали землю, они образовывали симбиозы», - сказал Лу. «Эволюция новых, более мощных симбиозов позволила растениям прорасти на новых территориях. Эта связь поддерживает глобальный круговорот углерода и питательных веществ».